一种新型碳既坚韧又有弹性

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一个美中联合研究小组发现了一种新型碳,它超强,但又像橡胶一样有弹性。

(资料来源:蒂莫西·斯特博)

这种材料由华盛顿卡内基科学研究所和中国燕山大学的工程师共同研发,重量轻,而且具有导电性。研究人员声称,它可以有广泛的应用,从航空航天工程到军事装甲。

为了制造它,研究小组对一种结构紊乱的碳进行了加压和加热,这种碳被称为玻璃碳。这种起始材料被置于正常大气压的25万倍左右,并被加热到1000摄氏度左右。在高压合成条件下,玻璃碳内部的无序层以各种方式扣扣、合并和连接,从而形成一种具有金刚石和石墨两种碳的同素异形体特征的碳。研究结果如下发表于期刊科学的进步

前卡内基研究员、燕山大学教授赵志生解释说:“像这样具有高强度和强大弹性的轻质材料非常适合于最重要的减重应用,甚至比材料成本更重要。”

“更重要的是,我们相信这种合成方法可以用来制造其他特殊形式的碳和完全不同类别的材料。”

根据该团队的说法,这种新材料的抗压强度是常用陶瓷的两倍多,同时在局部变形的响应中表现出强大的弹性恢复。科学家们之前曾将玻璃碳置于室温(称为冷压缩)和极高温度下的高压下,但前者在回到环境压力下无法保持其结构,而后者导致纳米晶体钻石的形成。他们的合成方法使用了相对更温和的温度,团队能够创造出一种具有许多理想属性的稳定材料。